JPH08182926A - 焼結原料造粒用回転ドラムミキサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 焼結原料の疑似粒子径を大きく成長させ、且
つ、疑似粒子を分級することができる回転ドラムミキサ
−を提供する。 【構成】 原料装入口と排出口を有する円筒状の回転ド
ラム1 と、回転ドラム1の中心軸線6 線上に中心軸線が
あり、回転ドラム1 の長さより長く、且つ、回転ドラム
1 と独立して支持され固定された、回転ドラム1 の内部
に設けられた心棒2 と、心棒2 の長さ方向に所定間隔を
あけて心棒2 に固定された複数枚の円盤3とからなり、
円盤3 は、心棒2 に対し所定角度で傾斜し、且つ、円盤
の傾斜角度は、回転ドラム1 の原料装入口側から排出口
側に向けて順次大きくなっており、そして、円盤3 に
は、周縁から中心部まで切り込み線部9 を有し、円盤３
の面は心棒２を中心にして、回転ドラム１の回転方向に
緩やかな螺旋面形状をなし、切り込み線部9 の円盤面10
は、互い違いにずれている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、粉粒体の混合および
造粒に関するものであり、特に、焼結機に装入する原料
の事前処理として行なう混合および造粒に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】製鉄所の高炉においては、焼結鉱を主原
料として使用する。この焼結鉱を生産する場合には、焼
結原料を混合し疑似粒子に造粒する事前処理を施した後
に焼結機に装入する。このような焼結原料の事前処理に
は、その処理量当たりの設備費および運転費が安価であ
ること、並びに、処理能率が比較的高いこと等に鑑み、
回転ドラムミキサ−が使用されており、粉鉱石および粉
コ−クス等の原料、並びに、水および生石灰等のバイン
ダ−を混合し造粒した後に、焼結機へ供給している。

【０００３】このような回転ドラムミキサ−内における
粉体の造粒機構は、以下の通りである。即ち、適正に加
湿されたドラム内の粉粒体は、ドラムの回転によってド
ラムの内壁を転動しながら上昇し、そして、ドラムの内
壁に沿って落下する過程において、混合されると共に、
粉粒体の核粒子の周囲に粉粒体が付着することによっ
て、疑似粒子に成長する。

【０００４】図７は、従来の焼結原料造粒用回転ドラム
ミキサ−の１例を示す概略斜視図である。粉鉱石、粉コ
−クスおよび石灰石等に水分が添加された原料１９が、
装入コンベア−２０によって運ばれ、回転ドラム１に装
入され、この中で混合され、疑似粒子ｐに造粒されて、
回転ドラム１から排出され、排出コンベア−２１によっ
て搬出される。回転ドラム１は、装入側から排出側に緩
やかに傾斜し、回転ドラム１の外周に設けられたライデ
イングタンク２２を支持ロ−ラ−８で支持され、減速機
７によって、所定の回転速度に制御される。回転ドラム
１の内壁は、円筒状内面を形成しており、原料１９はド
ラムの回転と共に内壁を転動しながら上昇し、そして、
回転ドラム１の内壁に沿って落下する。かくして、原料
１９は混合され、疑似粒子ｐになり焼結機に送られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術によって製造された疑似粒子は、粒度が細か
く、しかも、粒度のバラツキが大きい。この原因は、従
来の焼結原料造粒用回転ドラムミキサ−を使用した場合
には、回転ドラム内における原料の転動距離が短いた
め、疑似粒子が十分な大きさに成長しないこと、およ
び、回転ドラムミキサ−には疑似粒子の分級効果がない
ことにある。また、従来技術によって製造された疑似粒
子には、粒径の小さいものが多いため、焼結鉱製造過程
でのダスト発生量が多く、従って、排風機の負荷が大き
く、更に、ダスト発生量が多いという問題がある。

【０００６】上記問題を解決する方法として、例えば、
回転ドラム内に堰を設け、回転ドラム内での原料の滞留
時間を延長することにより、転動距離を長くしようとす
る方法が提案されている。また、他の例として、回転ド
ラムに回転と共に振動を与えることによって転動距離を
長くしようとする方法も提案されている。しかしなが
ら、上述した方法によって製造された疑似粒子を用いて
焼結鉱を製造した場合でも、焼結過程において発生する
ガスの排風機の負荷を低減させ、そして、ダスト発生量
を低減させる効果は得られない。

【０００７】また、回転ドラムミキサ−によって焼結原
料を混合・造粒した後、篩分けを行ない、粒度分布の細
かい粒子を、再び、ドラムミキサ−で混合・造粒する方
法も行われている。しかしながら、この方法では、篩分
け設備を必要とするので、コストが高くなる。

【０００８】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、回転ドラム内での原料の転動距離を延長し、
しかも、回転ドラムに疑似粒子の分級機能を付与するこ
とによって疑似粒子の造粒性を改善し、焼結鉱の品質お
よび歩留の向上を図り、しかも、焼結操業時の排風機負
荷の低減を図ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明による焼結原料
造粒用回転ドラムミキサ−は、一端側に原料装入口を他
端側に原料排出口を有する円筒状の回転ドラムと、前記
回転ドラムの中心軸線上に中心軸線があり、前記回転ド
ラムの全長以上の長さを有し、且つ、前記回転ドラムに
対して独立して支持され固定された、前記ドラム内に設
けられた心棒と、前記心棒の長さ方向に所定間隔をあけ
て前記心棒に固定された複数枚の円盤とからなり、前記
複数枚の各々の円盤は、前記心棒に対し所定角度で傾斜
しており、且つ、前記複数枚の円盤の各傾斜角度は、前
記原料装入口側から前記原料排出口側に向けて順次大き
くなっており、そして、前記複数枚の円盤の各々には、
周縁から中心部まで切り込み線部を有し、前記円盤面
は、前記心棒を中心にして前記回転ドラムの回転する方
向に緩やかにかつ滑らかに上昇する螺旋面状に形成され
ており、前記切り込み線部の円盤面は、互い違いにずれ
ていることに特徴を有するものである。

【００１０】

【作用】円筒状の回転ドラムの一端の装入口側から装入
された焼結原料は、回転ドラムの内壁を上昇しつつその
内部に疑似粒子の核が形成され、転動しながら上昇し、
ある高さまで到達すると、内壁に沿って落下する。この
上昇および落下過程において原料は混合され、上記核を
芯にして疑似粒子を形成する。原料は疑似粒子に形成さ
れた後、回転ドラムの他端の排出口側から排出される。

【００１１】この発明においては、回転ドラムの内部
に、ドラムに対して独立して支持され固定された心棒に
固定された円盤が複数枚、心棒に対して所定の角度で傾
斜して設けられている。従って、円盤は回転ドラムの回
転にもかかわらず、固定された状態が保持される。そし
て、円盤には、周縁から中心部までの切り込み線部が設
けられている。

【００１２】一方、回転ドラム内を円盤近くまで移動し
てきた原料は、回転ドラムの所定方向への回転に伴う遠
心力により与えられた運動エネルギ−で円盤上面の傾斜
面に沿って上昇し、ある高さまで到達すると、傾斜面に
沿って落下する。この上昇および落下過程において、前
述した回転ドラムの内壁におけると同様、原料が混合さ
れ疑似粒子が形成される。また、円盤には上記切り込み
線部が設けられているので、原料および疑似粒子は円盤
のこの部分を通り、回転ドラムの内壁を排出口の方向へ
移動し、次の円盤へと順次移行し、排出口から排出され
る。

【００１３】次に、円盤による疑似粒子の造粒過程を図
面に基づいて説明する。図４は、回転ドラム内に設けら
れた心棒および円盤を説明する概略斜視図であり、図５
は、図４の概略正面図である。また、図６は、心棒に対
して傾斜して固定された円盤上で原料が疑似粒子に造粒
される状況を説明する図であって、円盤面に対する概略
垂直面図である。図４および図５に示すように、心棒２
は水平線に対して僅かに傾斜し（傾斜角：α）、円盤３
は、心棒２に対して傾斜角度β、β’で傾斜して固定さ
れ、心棒２の位置から鉛直下方に向けた切り込み線部９
を有する。そして、円盤３面は、心棒２を中心にして緩
やかにかつ滑らかに上昇する螺旋面状に形成されてい
る。従って、図５に示すように、切り込み線部９におけ
る円盤面は互いにずれており、小さな角度（以下、切り
込み線部円盤面ずれ角度という）γを形成している。図
６において、回転ドラム（図示せず）から受けた遠心力
によって原料および疑似粒子ｐは、同図中斜線で囲まれ
た領域まで円盤３上を上昇し、粒径の小さな軽いものは
転動しながら更に上部へ移動する。この時、疑似粒子ｐ
は重量が軽いものほど、図６中の二重矢印で示す経路を
長く進み、円盤３の装入口側（図５中Ａ）へ落下した
後、再び、回転ドラムの回転につれて円盤３付近へ戻っ
てくる。そして、疑似粒子ｐは、再び、回転する円盤３
上を上昇して上述した過程を繰り返し、径が大きくなっ
て円盤３から受ける遠心力に対して疑似粒子ｐの重量が
打ち勝つようになると、図６中の斜線で囲まれた領域ま
でしか上昇することができず、矢印→で示す経路を通っ
て円盤３上から回転ドラムに落下する。

【００１４】一方、円盤３には周縁から中心部まで切り
込み線部９が形成されており、その切断面は互い違いに
ずれており、切り込み線部９の隙間は、円盤３の中心か
ら周縁に向かうほど大きくなる。従って、矢印→の経路
を通って落下した疑似粒子ｐは、円盤３の切り込み線部
９を通過して、円盤３の排出口側（図５中のＢ）へ移動
する。即ち、径がある程度以上に大きくなったものがこ
の円盤３を通過して排出口側へ移動することができるの
で、疑似粒子ｐを分級する作用が生じる。

【００１５】次に、円盤３の傾斜角度β、β’が大きい
ほど、即ち、円盤３が鉛直に近づくほど、疑似粒子ｐの
重量が軽くても、図６中の二重矢印で示す経路を長く進
むことができる。

【００１６】従って、重量の軽い疑似粒子の場合でも、
即ち、粒径が十分大きく成長しなっかたにもかかわら
ず、図６中の矢印→の経路で落下して円盤３を通って排
出口側（図５中のＢ）へ移動した場合でも、次の円盤に
よって再度成長することができる。

【００１７】上記円盤は、複数枚設けられているので、
上述した疑似粒子の転動距離を一層長くすることがで
き、また、分級作用も一層効果を発揮する。即ち、疑似
粒子の粒径は一層大きくなり、また、その粒径分布のバ
ラツキが一層小さくなる。

【００１８】

【実施例】以下、実施例に基づいてこの発明を更に説明
する。図１は、この発明の実施に用いた焼結原料造粒用
回転ドラムミキサ−の要部を説明する概略斜視図であ
る。同図において、１は回転ドラム、２は心棒であっ
て、回転ドラム１に対して独立して固定されており、３
は円盤であって、心棒２に固定されている。５は円盤へ
付着した原料の掻き落とし機構である。この実施例で
は、図７に示した従来の焼結原料造粒用回転ドラムミキ
サ−に、上記心棒２、円盤３および掻き落とし機構５を
付加して設けた回転ドラムミキサ−を用いて焼結用原料
を造粒した。

【００１９】実施例に用いた回転ドラム１の内径は４８
００ｍｍ、長さは１６０００ｍｍであり、回転軸線６上
に、直径１００ｍｍ、長さ２００００ｍｍの鋼製の心棒
２を回転ドラム１に対して独立して支持し固定した。心
棒２には、回転ドラム１の原料装入口側Ａの端部から５
０００ｍｍ、９０００ｍｍおよび１３０００ｍｍの各々
の位置に鋼製の円盤３ａ、３ｂ、３ｃを固定した。これ
ら円盤３ａ、３ｂ、３ｃの心棒２に対する傾斜角度β
（βについては図５参照）は、それぞれ４８°、５２°
および５６°であり、また、各々の円盤には、周縁から
中心部まで切り込み線部９を設けた。円盤面３ａ、３
ｂ、３ｃは、一方の切り込み切断面１０部から、他方の
切り込み切断面１０’部にわたり（図４参照）、心棒２
を中心にして回転ドラム１の回転する方向に緩やかにか
つ滑らかに上昇する螺旋面形状に形成されており、記切
り込み線部９で互い違いにずれている。そして、切り込
み線部円盤面ずれ角度γは３．５°である。円盤３の表
面にはセラミックスコ−テイングを施した。なお、回転
ドラムの回転速度は、６〜８ｒｐｍで行ない、原料処理
能率は８５０Ｔｏｎ／時間である。

【００２０】円盤３に付着した原料を掻き落とし、疑似
粒子の造粒性を向上させるために、掻き落とし機構５を
設けている。これは、一端が回転ドラム１の内周面に固
定され、他端が心棒２に対して直角に、心棒２の周りを
摺動自在に支持されたレ−ル１１が設けられ、このレ−
ル１１によって支持されかつレ−ル１１に沿って走行す
る箱体１２が設けられている。この箱体１２に伸縮自在
のスクレ−パ−１３が固定されている。回転ドラム１の
回転に伴ってレ−ル１１は、１端を心棒２に中心を置い
て回動し、これに伴ってスクレ−パ−１３も回動し、そ
の先端が円盤３表面上に追従して保持される。箱体１２
がレ−ル１１上を往復することによって、円盤３の表面
に付着した原料をスクレ−パ−１３で掻き落とすことが
できるものである。

【００２１】図２は、円盤３の表面に付着した原料を掻
き落とすための機構の要部を示す概略縦断面図である。
レ−ル１１に平行に設けられたラック１７にピニオン１
５が螺合し、制御機器１６に接続したモ−タ−１４が減
速機７を介してピニオン１５を駆動させる。箱体１２に
は、ピニオン１５、制御機器１６、減速機７、モ−タ−
１４が収納され、箱体の外部にはバネ１８によって伸縮
自在なスクレ−パ−１３が固定されんている。従って、
回転ドラム１が回転し、箱体１２がレ−ル１１に沿って
往復走行することによって、円盤３の全表面の付着原料
を除去することができる。

【００２２】上述した回転ドラムミキサ−を用いて、焼
結用原料を混合し、疑似粒子を造粒する操業（以下、本
発明操業という）を実施した。

【００２３】図３は、本発明操業および従来の回転ドラ
ムミキサ−を用いた操業（以下、比較用操業という）を
実施した場合について、試験結果を比較したグラフであ
る。疑似粒子の造粒性評価を疑似粒子の粒度で、焼結鉱
の品質評価を冷間回転強度（所謂、タンブラ−インデッ
クス：ＴＩ）で、そして、焼結機の排風機負荷軽減の評
価を焼結機排風主ダクト内の圧力および風量で行なっ
た。。なお、疑似粒子の粒度は３ｍｍの篩下の割合を、
タンブラ−インデックスは回転試験後の１０ｍｍの篩上
の割合を測定した。

【００２４】同図から明らかなように、本発明操業にお
いては、疑似粒子の粒度が上昇し、その結果、焼成後の
焼結鉱の強度が上昇した。また、粒度の細かい疑似粒子
が著しく減少したので、焼結操業時のダスト発生量が減
少し、排風主ダクト内の負圧が上昇して風量が増加し
た。また、所定周期でスクレ−パを作動させることによ
って円盤表面の原料を掻き落としたので、原料の付着は
殆どみられなかった。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
回転ドラムミキサ−内に、回転ドラムに対して独立して
支持・固定された円盤を適正な条件で設けたので、焼結
原料の事前処理として、粒度が上昇し、且つ、粒度分布
のバラツキが小さくなって細かい粒子が減少した疑似粒
子が得られる。その結果、焼結鉱製造操業において、排
風機の負荷が軽減し、焼結鉱の成品強度が上昇し、しか
も、成品歩留が向上するという焼結原料を造粒するため
の回転ドラムミキサ−を提供することができ、工業上極
めて有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例に用いた焼結原料造粒用回転
ドラムミキサ−の要部を説明する概略斜視図である。

【図２】図１中の掻き落とし機構の要部の概略縦断面図
である。

【図３】この発明による装置例を用いた場合と従来の装
置例を用いた場合とにおける、焼結原料の品質および焼
結操業の試験結果を比較するグラフである。

【図４】この発明の装置における心棒および円盤の態様
を示す概略斜視図である。

【図５】図４の概略正面図である。

【図６】円盤上で原料が疑似粒子に造粒される状況を説
明する図である。

【図７】従来の回転ドラムミキサ−の１例を示す概略斜
視図である。

【符号の説明】

Ａ 原料装入口側 Ｂ 原料排出口側 ｐ 疑似粒子 α 回転ドラムの傾斜角度 β 一方の円盤の傾斜角度 β’他方の円盤の傾斜角度 γ 切り込み線部円盤面ずれ角度 １ 回転ドラム ２ 心棒 ３ 円盤 ３ａ 第１の円盤 ３ｂ 第２の円盤 ３ｃ 第３の円盤 ４ スクレ−パ−駆動機構 ５ 掻き落とし機構 ６ 回転ドラムの軸線 ７ 減速機 ８ 支持ロ−ラ− ９ 切り込み線部 １０ 一方の切り込み切断面 １０’他方の切り込み切断面 １１ レ−ル １２ 箱体 １３ スクレ−パ− １４ モ−タ− １５ ピニオン １６ 制御機器 １７ ラック １８ バネ １９ 原料 ２０ 装入コンベア− ２１ 排出コンベア− ２２ ライデイングタンク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端側に原料装入口を他端側に原料排出
   口を有する円筒状の回転ドラムと、前記回転ドラムの中
   心軸線上に中心軸線があり、前記回転ドラムの全長以上
   の長さを有し、且つ、前記回転ドラムに対して独立して
   支持され固定された、前記ドラム内に設けられた心棒
   と、前記心棒の長さ方向に所定間隔をあけて前記心棒に
   固定された複数枚の円盤とからなり、前記複数枚の各々
   の円盤は、前記心棒に対し所定角度で傾斜しており、且
   つ、前記複数枚の円盤の各傾斜角度は、前記原料装入口
   側から前記原料排出口側に向けて順次大きくなってお
   り、そして、前記複数枚の円盤の各々には、周縁から中
   心部まで切り込み線部を有し、前記円盤面は、前記心棒
   を中心にして前記回転ドラムの回転する方向に緩やかに
   かつ滑らかに上昇する螺旋面状に形成されており、前記
   切り込み線部の円盤面は、互い違いにずれていることを
   特徴とする焼結原料造粒用回転ドラムミキサ−。